【摘 要】
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在模式植物拟南芥的生长发育过程中,染色质重塑复合物参与调控了植物对于温度、干旱、盐碱和病原菌等胁迫反应的过程。在本研究中,我们试图利用生理生化、qPCR、转录组和BiFC等方法来探索染色质重塑复合体ATP酶CHR12和CHR23在逆境胁迫响应中发挥的作用。主要结果如下:1.通过回补实验和amiRNA实验可知,chr12或chr23的单突变体或者同时降低CHR12和CHR23表达水平的植株表型都接近
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在模式植物拟南芥的生长发育过程中,染色质重塑复合物参与调控了植物对于温度、干旱、盐碱和病原菌等胁迫反应的过程。在本研究中,我们试图利用生理生化、qPCR、转录组和BiFC等方法来探索染色质重塑复合体ATP酶CHR12和CHR23在逆境胁迫响应中发挥的作用。主要结果如下:1.通过回补实验和amiRNA实验可知,chr12或chr23的单突变体或者同时降低CHR12和CHR23表达水平的植株表型都接近于WT型,只有CHR12和CHR23同时完全缺失突变才会引起严重的表型缺陷,而且这种缺陷表型可以得到恢复,这也证明了CHR12和CHR23在维持拟南芥的正常生长发育方面有着重大的意义。2.通过甘露醇和PEG6000处理WT和chr12 chr23双突变体来模拟干旱胁迫效应的实验,可知在不同浓度的渗透胁迫处理下,chr12 chr23双突变体的根长明显比WT根长受到的抑制作用要小,表明chr12 chr23双突变体对渗透胁迫具有更强的耐受性。3.生理实验表明,与WT型相比,干旱胁迫处理后chr12 chr23双突变体莲座叶有明显的花青素积累,同时ROS降低,具有更强的抗氧化酶活性,这些结果都说明CHR12和CHR23可能参与负向调控拟南芥的干旱耐受性。4.通过对叶片表皮上气孔的分析发现,chr12 chr23双突变体的气孔明显要比WT小得多,且与WT相比,双突变体中气孔发育相关调控基因MPK3、MPK6、YDA和TMM的表达量显著升高,因此我们推测CHR12和CHR23可能通过负向调控MPK3、MPK6、YDA和TMM的表达水平,从而影响气孔的发育。5.通过ABA敏感性分析实验结果可知,与WT相比,chr12 chr23双突变体对ABA更敏感,且ABA诱导CHR12和CHR23的表达。同时,我们也推测CHR12和CHR23的同时完全缺失突变,可能会通过诱导ABA合成和响应相关基因的表达,同时抑制了ABA分解代谢途径中相关基因的表达,从而使体内的ABA得以积累,提高了chr12 chr23双突变体植株的干旱和渗透胁迫的耐受性。6.qPCR定量分析结果表明,CHR12和CHR23的完全缺失突变也可能通过上调CPK11与Di19及其通路中干旱相关PR系列基因的表达水平来增强拟南芥的耐旱性。7.转录组结果显示有2186个差异表达的基因在干旱胁迫响应中与CHR12和CHR23相关,表明了CHR12和CHR23在干旱胁迫响应中具有重要的作用。同时我们也发现了一些感兴趣的途径,例如DNA复制、错配修复、核苷酸切除修复、植物-病原菌互作等途径都和CHR12、CHR23有一定联系。8.通过温度胁迫表型、qPCR和BiFC实验可知,CHR12和CHR23可能通过与ICE1、CBF1相互作用参与低温胁迫响应过程,同时CHR12和CHR23也可能通过与A1D、HSFA3相互作用参与高温胁迫响应过程。经本研究发现,chr12 chr23双突变体的表型可以得到恢复,且CHR12和CHR23可能参与干旱和温度胁迫的响应,这有助于我们对染色质重塑复合体ATP酶的进一步认识。
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